JPH06114425A - 連続圧延機の張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設置スペースを小さくし、しかも安定して且
つ確実にスタンド間を通過するストリップの張力を制御
する。 【構成】 ストリップＳに当接させる当接ローラ３０
と、該ローラを昇降動作させる油圧シリンダ３２と、ピ
ストンロッド３４の先端に位置する軸受部に設置したセ
ンサとを備えた昇降ローラ１０をスタンド間に設置し、
該昇降ローラ１０で検出した荷重検出信号Ｐから張力演
算回路１２で張力値Ｔ_FBK を算出し、該張力値と目標張
力値Ｔ_Ref との偏差を張力制御回路１６に入力し、該偏
差に基づいて速度補正値Ｓ_COMPを求め、該補正値で速度
指令値Ｓ_Ref を補正し、その補正後の速度指令値を速度
制御回路２０に出力し、該速度制御回路２０から電動機
１８へ制御信号を出力することにより、第Ｎスタンドの
圧延速度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続圧延機の張力制御
装置、特に熱間連続圧延でストリップの張力を調節する
際に適用して好適な、連続圧延機の張力制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱間の連続式圧延機では、圧延ス
タンドと圧延スタンドとの間（スタンド間）に、電動、
空気圧又は油圧で駆動されるルーパと呼ばれる、スタン
ド間ストリップのループ制御装置が備えられ、該ルーパ
を駆動するためのトルクや圧力を制御することにより、
ストリップに所望の張力が常に付与されるようにすると
共に、その際のルーパの上下高さを圧延機の速度を調整
することにより一定に保つ制御が行われている。最近
は、上記ルーパに張力計を設置し、該張力計による測定
張力に基づいてスタンド間におけるストリップの実張力
制御も行われている。

【０００３】又、他のストリップの張力制御装置として
は、特開昭６０−２６１６１２に、軸受を中心に揺動可
能で、且つ自由端に測定ローラが支承された片腕状支持
レバーをスタンド間に設置し、それをピストン・シリン
ダ装置で下から支持し、上記測定ローラをストリップに
当接させることにより、該ストリップから加わる荷重を
該支持レバー端部に連結されたロードセルで測定する装
置が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ル
ーパ装置は、圧延スタンド間のストリップ重量、ストリ
ップに与えるべき張力、及びストリップのベンディング
に相当する駆動用トルク又は圧力を出力制御することが
必要であることから、設備規模が大きくなる。そのた
め、ルーパ装置は、コストがかかるだけでなく、スタン
ド間という限られたスペースに設置することが難しい上
に、悪環境下に設置することになるため、保全性、設備
の信頼性の点でも問題がある。

【０００５】又、ルーパに備えられた張力計を用いてス
トリップの張力制御を行う場合には、圧延時にルーパの
上下動に伴ってストリップのルーパロール巻付角が連続
的に変動するため、その巻付角の変動による補正を張力
検出値に対して行う必要がある上に、このような過渡的
状態で検出する張力検出値には精度的にも問題がある。

【０００６】又、前記特開昭６０−２６１６１２に開示
されている張力制御装置には、上記のようなストリップ
のロール巻付き角による補正という問題は解消されるも
のの、他の問題は以前として存在しており、又、通板後
に測定用ローラを押し付けるために、大きな動力が必要
となり、昇降用シリンダ等の設備規模が大きくなるとい
う問題もある。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
く成されたもので、設置スペースが小さくて済み、しか
も安定して且つ確実にスタンド間を通過するストリップ
の張力を調整することができる連続圧延機の張力制御装
置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の圧延ス
タンドが連設されてなる連続圧延機で、スタンド間に設
置した張力測定装置により、該スタンド間を通過するス
トリップの張力を測定し、その張力値に基づいて該スト
リップの張力を調節する連続圧延機の張力制御装置にお
いて、上記張力測定装置が、ストリップに当接させる当
接ローラと、該当接ローラにストリップから加わる荷重
を検出する荷重センサと、該当接ローラを上下動させる
昇降手段とを備えていることにより、前記課題を達成し
たものである。

【０００９】本発明は、又、前記連続圧延機の張力制御
装置において、張力測定装置が、当接ローラを所定高さ
位置で固定するストッパを備えていることにより、極め
て簡単な構成からなる張力測定装置を用いながら、同様
に前記課題を達成したものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、張力測定装置を、ストリッ
プに当接させる当接ローラと、該当接ローラにストリッ
プから加わる荷重を検出するセンサと、該当接ローラを
上下動させる昇降手段とを備えた構成としたので、昇降
手段として、例えば電動スクリューや油圧ジャッキ等を
用いることにより、当接ローラを縦方向に直線動作させ
るだけでストリップに当接させることができると共に、
該当接ローラの例えば下方に荷重検出器を設けることに
より、極めて小さいスペースでも上記張力測定装置をス
タンド間に設置することができる。

【００１１】従って、簡単な設備構成でありながら、ス
タンド間を通過するストリップの張力を確実に測定する
ことができ、しかもルーパを用いる場合のようにストリ
ップのロール巻付き角による補正を必要としないので、
高精度にストリップの張力を調整することができる。

【００１２】又、ストリップの先端が、スタンド間の上
記張力測定装置が設置されている位置を通過するときに
は、上記当接ローラをストリップの通板ラインより下に
下降させておき、スタンド間の後方スタンドにストリッ
プ先端が噛み込まれる前に、該当接ローラを上昇させて
ストリップに当接させることにより、通板に支障を生じ
させることなく、ストリップ先端を通板させることが可
能となると共に、該ストリップ先端が後方スタンドに噛
み込まれた後の連続的な圧延状態では、当接ローラの高
さ位置を固定することにより、該当接ローラに連結され
た荷重検出器（張力計）により、スタンド間を通過する
ストリップの張力を連続的に測定することが可能とな
る。

【００１３】更に、上記のように、ストリップ先端が当
接ローラ上を通過した後、後方スタンドに噛み込まれる
までの間に当接ローラを上昇させる場合には、ストリッ
プからの通板張力が該当接ローラに作用しないため、当
接ローラを上昇させるための昇降手段は簡易なものでよ
く、又、張力測定装置が当接ローラを所定位置で固定す
るためのストッパを備えた構成とする場合には、該スト
ッパで当接ローラ位置を固定することはでき、従って、
ストリップからの張力が昇降手段に直接作用することを
防止できるため、駆動能力を小さくでき、この点からも
該昇降手段の構成を簡単なものとすることができる。

【００１４】なお、上記張力測定装置を設置するスタン
ド間としては、特に制限はないが、使用している昇降手
段の駆動能力が小さい場合には、ストリップ先端が当接
ローラ位置を通過した後に該当接ローラを上昇させ、ス
トリップ先端が後方スタンドに噛み込まれる前に上昇を
完了させることが、当接ローラを確実にストリップに当
接させるために必要となるため、ストリップの通過速度
が遅いスタンド間であることが好ましく、仕上圧延機で
あれば前段部のスタンド間が好ましい。

【００１５】上述した如く、本発明によれば、スタンド
間のストリップ張力の制御を高精度で実現させることが
可能となり、又、張力測定装置を前記構成にすることに
より、設備コストを最小限にすることが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る一実施例の連続圧延
機の張力制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【００１８】本実施例の張力制御装置は、複数の圧延ス
タンドが連設されている連続圧延機の第Ｎスタンドと第
Ｎ＋１スタンドとの間（スタンド間）を通過するストリ
ップＳの張力を調整するものであり、該スタンド間に設
置された、荷重検出用昇降ローラ１０と、該昇降ローラ
１０から入力される荷重検出信号Ｐをストリップの張力
値に変換するストリップ張力演算回路１２と、該張力演
算回路１２で演算により得られたストリップ張力値Ｔ
_FBK と、ストリップ張力目標値Ｔ_Ref とを比較する比較
器１４と、上記Ｔ_FBK とＴ_Ref との偏差に基づいて、張
力制御による速度補正値Ｓ_COMPを算出するための張力制
御回路１６と、該速度補正値Ｓ_COMPにより第Ｎスタンド
に対する速度指令値Ｓ_Ref を補正する補正器１８と、補
正後の速度指令値に基づいて、第Ｎスタンドのロードを
駆動させるための電動機２０に対する制御信号を作成す
る速度制御回路２２とを備えている。

【００１９】本実施例において、張力測定装置は、前記
昇降ローラ１０とストリップ張力演算回路１２とで構成
され、該昇降ローラ１０は、ストリップＳに当接させる
ための当接ローラ３０と、該当接ローラ３０を上下動さ
せるための油圧シリンダ（昇降手段）３２と、ストリッ
プＳから当接ローラ３０に加わる荷重を検出するための
荷重センサ（図１では省略）とを有している。

【００２０】上記昇降ローラ１０について更に説明する
と、上記当接ローラ３０は、油圧シリンダ３２のピスト
ンロッド３４の先端に回転可能に軸支されており、該ピ
ストンロッド３４の先端部にある軸受部分に上記センサ
が取り付けられている。

【００２１】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２２】図２（Ａ）は、ストリップＳの先端が、昇
降ローラ１０が設置されているスタンド間の前方に位置
する第Ｎスタンドに噛み込まれて圧延された直後で、該
ストリップＳの先端が昇降ローラ１０の設置位置に向か
って進行している状態が示してあり、この段階では上記
昇降ローラ１０の当接ローラ３０がストリップＳの通板
ライン（破線で示す）より低い高さに設定されている。

【００２３】図２（Ｂ）は、ストリップＳが昇降ローラ
１０の設置位置を通過し、後方の第Ｎ＋１スタンドに向
かって進行している状態が示してあり、この段階では上
記当接ローラ３０を上昇させてストリップＳの下面に当
接させる。

【００２４】この当接ローラ３０の上昇動作は、ストリ
ップＳの先端が第Ｎ＋１スタンドに到達するまでに完了
させ、この後は該ローラ３０を図２（Ｃ）に示すように
固定状態とする。

【００２５】このように、当接ローラ３０の位置を固定
した状態で圧延を行うと共に、昇降ローラ１０における
当接ローラ３０の軸受部に設置されている荷重検出セン
サによる検出信号Ｐを、ストリップ張力演算回路１２に
入力し、該張力演算回路１２で該検出信号Ｐから求まる
実測荷重からスタンド間を通過するストリップの自重及
びベンディングによる荷重分を減算して、スタンド間に
おけるストリップ張力Ｔ_FBK を求め、この張力Ｔ_FBK を
比較器１４に出力する。

【００２６】この比較器１４で、予め設定されている張
力目標値Ｔ_Ref と上記実測張力値Ｔ _FBK との偏差を求
め、該偏差に基づいて張力制御回路１６で張力を目標値
に制御するために必要な第Ｎ圧延スタンドの速度補正値
Ｓ_COMPを求め、これを補正器１８に出力する。この補正
器１８では、予め設定されている第Ｎスタンドに対する
速度指令値Ｓ_Ref を上記速度補正値Ｓ_COMPにより補正を
行い、補正後の速度指令値を速度制御回路２２に出力
し、該速度制御回路２２から圧延機駆動用電動機２０に
対して制御信号を出力し、該電動機２０の回転速度を制
御することにより、第Ｎスタンドの圧延速度を制御し、
スタンド間のストリップ張力を適切な値に調整する。

【００２７】上記昇降ローラ１０の昇降動作と、その固
定方法の一例を、該昇降ローラ１０を拡大して示す図
３、図４を用いて具体的に説明する。

【００２８】図３に昇降ローラ１０の動作状態を示すよ
うに、その当接ローラ３０をシリンダ３２で所定高さま
で上昇させる。その後、その位置で固定するために、油
圧シリンダ等の駆動装置３６で進退動する機械的ストッ
パ３８をピストンロッド３４に形成されている穴部４０
に挿入して、昇降ローラ１０を図４に示すロック状態と
する。この状態で、前述のように圧延を継続し、ローラ
軸受４２の下部に設けられた荷重（張力）測定用センサ
４４の信号に基づいてスタンド間張力を測定し、その張
力値に基づいて該スタンド間のストリップ張力を制御す
る。なお、図３、図４には省略してあるが、駆動装置３
６とストッパ３８は右側にも設置されている。

【００２９】１コイル分の圧延が終了すると、上記昇降
ローラ１０の当接ローラ３０を下降させるが、その際に
は、まず油圧シリンダ３２を僅かに上昇させ、ストッパ
３８と穴部４０との間に隙間を生じさせ、抵抗がなくな
った状態で該ストッパ３８を穴部４０から抜き取り、油
圧シリンダ３２でローラ３０を下降させて、初めの位置
に戻して次の圧延に備える。

【００３０】本実施例の昇降ローラ１０では、ストリッ
プＳが次の第Ｎ＋１スタンドに到達する前に当接ローラ
３０の上昇を完了させ、且つその位置を固定するように
しているため、昇降ローラ１０の駆動力にはストリップ
Ｓの張力分の支持力が不要となる。従って、本実施例で
は、昇降ローラ１０の駆動装置の出力を極めて小さくす
ることが可能となり、それ故に従来のルーパに比べ、は
るかに規模の小さい設備とすることが可能となる。

【００３１】これを具体的に説明すると、例えば、板厚
５０mm、板幅１９００mm、スタンド間距離５．８m 、ユ
ニットテンション０．８Ｋg ／mm² 、当接ローラ３０に
対するストリップ巻付き角度６°とした場合は、荷重計
に現われる数値は、スタンド間におけるストリップ自重
分が３７８Ｋg で、張力分が１３，２４７１Ｋg となる
（ベンディングによる荷重分は極めて小さいので省略し
た）。これより、ストリップ自重分は全荷重の２．９％
にすぎないことが分かる。

【００３２】ここで、当接ローラ３０の上昇タイミング
について説明すると、本実施例では、当接ローラ３０の
上昇速度を３００mm／秒とし、昇降ローラ１０を第２ス
タンドと第３スタンドとの間に設置したところ、第２ス
タンド出側のストリップ板厚が２２mmとなり、昇降ロー
ラ１０の設置位置から第３スタンドへ到達するまでの時
間は２．８秒であったのに対して、当接ローラ３０を所
定位置に上昇させるに要した時間は０．８秒であった。

【００３３】このことから、ストリップの先端の通板に
支障を与えることなく、且つ圧延継続時には確実に張力
値を検出することが可能となる。但し、昇降ローラ１０
の設置は上記スタンド間に限定されないことはいうまで
もない。

【００３４】以上詳述した如く、本実施例によれば、従
来のようなルーパ装置が不要となるため、設備コスト及
び保全性の上で有利となるばかりでなく、スタンド間の
ストリップに対する高精度な張力制御が可能となる。

【００３５】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は前記実施例に示したものに限定されるもの
でないことは言うまでもない。

【００３６】例えば、昇降ローラにおける荷重検出セン
サの設置位置は軸受部分に限らず、正確に荷重を検出で
きる位置であれは任意に変更可能である。

【００３７】又、昇降ローラの昇降手段としては、油圧
シリンダに限られるものでなく、例えば電動スクリュー
又はスウィングアーム形式等、同一の機能を備えたもの
であれば種々変更可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、設
置スペースが小さくて済み、しかも安定して且つ確実に
スタンド間を通過するストリップの張力を調整すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の張力制御装置の概略を
示すブロック図

【図２】昇降ローラを設定するタイミングを説明するた
めの説明図

【図３】昇降ローラの上下動作を示す説明図

【図４】昇降ローラの固定状態を示す説明図

【符号の説明】

Ｓ…ストリップ １０…昇降ローラ １２…張力演算回路 １４…比較器 １６…張力制御回路 １８…補正器 ２０…電動機 ２２…速度制御回路 ３０…当接ローラ ３２…油圧シリンダ ３４…ピストンロッド ３８…ストッパ ４０…穴部 ４４…センサ Ｐ…荷重検出信号 Ｔ_FBK …ストリップ張力値 Ｔ_Ref …ストリップ張力目標値 Ｓ_COMP…速度補正値 Ｓ_Ref …速度指令値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の圧延スタンドが連設されてなる連続
   圧延機で、スタンド間に設置した張力測定装置により、
   該スタンド間を通過するストリップの張力を測定し、そ
   の張力値に基づいて該ストリップの張力を調節する連続
   圧延機の張力制御装置において、 上記張力測定装置が、ストリップに当接させる当接ロー
   ラと、該当接ローラにストリップから加わる荷重を検出
   する荷重センサと、該当接ローラを上下動させる昇降手
   段とを備えていることを特徴とする連続圧延機の張力制
   御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 張力測定装置が、当接ローラを所定高さ位置で固定する
   ストッパを備えていることを特徴とする連続圧延機の張
   力制御装置。